一、印制电路板图的墓本制作原则 在电子技术各领域内,无不使用各种电路来完成各种任务。虽然电路种类繁多,结构不尽相同,但都是由各种单元电路组合而成。而各种单元电路都是由各种电子元器件彼此联接起来所构成。能够把各种电子元器件联接起来除了用电阻为零的导线联接组成“飞线”电路之外,再就是当今广泛采用的通过印制金属线把电子元器件联接起来组成的各种印制电路,将印制电路敷贴在它的载体上便构成印制电路板。可见,印制电路板是依照印制电路版图而制作的。 1版图面积大小的设计 设计印制电路板图,首先是根据电路设计草图中单元电路的个数、元器件多少、大小、分体机还是整机等诸因素综合起来决定版面大小和形状。一般的原则是保证元器件能装得下。较复杂的电路还要考虑标注字符的空间位置。至于元器件之间的距离也不能设置的太松散,这样会造成印制联线长,板面增大。这样既浪费材料,又增加工时。 2电子元器件的排列设置 电路元器件的总体排列顺序,首端通常为输入端,末端通常为输出端,或以高频向低频电路的顺序排列来设置·要充分考虑每个单元电路彼此之间的关联,所占地方的大小、上下、左右都要兼顾。要作到心中有数,防止前紧后松,或前松后紧
线路板制作过程
一、打印电路板将绘制好的电路板用转印纸打印出来,注意滑的一面面向自己,一般打印两张电路板,即一张纸上打印两张电路板。在其中选择打印效果最好的制作线路板。二、裁剪覆铜板用感光板制作电路板全程图解 。覆铜板,也就是两面都覆有铜膜的线路板,将覆铜板裁成电路板的大小,不要过大,以节约材料。三、预处理覆铜板用细砂纸把覆铜板表面的氧化层打磨掉,以保证在转印电路板时,热转印纸上的碳粉能牢固的印在覆铜板上,打磨好的标准是板面光亮,没有明显污渍。四、转印电路板将打印好的电路板裁剪成合适大小,把印有电路板的一面贴在覆铜板上,对齐好后把覆铜板放入热转印机,放入时一定要保证转印纸没有错位。一般来说经过2-3次转印,电路板就能很牢固的转印在覆铜板上。热转印机事先就已经预热,温度设定在160-200摄氏度,由于温度很高,操作时注意安全!五、腐蚀线路板先检查一下电路板是否转印完整,若有少数没有转印好的地方可以用黑色油性笔修补。然后就可以腐蚀了,等线路板上暴露的铜膜完全被腐蚀掉时,将线路板从腐蚀液中取出清洗干净,这样一块线路板就腐蚀好了。腐蚀液的成分为浓盐酸、浓双氧水、水,比例为1:2:3,在配制腐蚀液时,先放水,再加浓盐酸、浓双氧水,若操作时浓盐酸、浓双氧水或腐蚀液不小心溅到皮肤或衣物上要及时用清水清洗,由于要使用强腐蚀性溶液,操作时一定注意安全!六、线路板钻孔线路板上是要插入电子元件的,所以就要对线路板钻孔了。依据电子元件管脚的粗细选择不同的钻针,在使用钻机钻孔时,线路板一定要按稳,钻机速度不能开的过慢,请仔细看操作人员操作。七、线路板预处理钻孔完后,用细砂纸把覆在线路板上的墨粉打磨掉,用清水把线路板清洗干净。水干后,用松香水涂在有线路的一面,为加快松香凝固,我们用热风机加热线路板,只需2-3分钟松香就能凝固。
可以看看电路板制作的吧
什么是PCB版,怎么制作啊?
线路板制作过程。
1印刷电路板。单面板将提供零件连接的金属线路布置於绝缘的基板材料上,该基板同时也是安装零件的支撑载具。双面板当单面的电路不足以提供电子零件连接需求时,便可将电路布置於基板的两面,并在板上布建通孔电路以连通板面两侧电路多层板在较复杂的应用需求时,电路可以被布置成多层的结构并压合在一起,并在层间布建通孔电路连通各层电路。
2内层线路,铜箔基板先裁切成适合加工生产的尺寸大小。基板压膜前通常需先用刷磨、微蚀等方法将板面铜箔做适当的粗化处理,再以适当的温度及压力将乾膜光阻密合贴附其上。将贴好乾膜光阻的基板送入紫外线曝光机中曝光,光阻在底片透光区域受紫外线照射后会产生聚合反应(该区域的乾膜在稍后的显影、蚀铜步骤中将被保留下来当作蚀刻阻剂),而将底片上的线路影像移转到板面乾膜光阻上。撕去膜面上的保护胶膜后,先以碳酸钠水溶液将膜面上未受光照的区域显影去除,再用盐酸及双氧水混合溶液将裸露出来的铜箔腐蚀去除,形成线路。最后再以氢氧化钠水溶液将功成身退的乾膜光阻洗除。对於六层(含)以上的内层线路板以自动定位冲孔机冲出层间线路对位的铆合基准孔。
PCB板的制作过程
01、PCB布局
PCB制作第一步是整理并检查PCB布局(Layout)。PCB制作工厂收到PCB设计公司的CAD文件,由于每个CAD软件都有自己独特的文件格式,所以PCB工厂会转化为一个统一的格式——Extended Gerber RS-274X 或者 Gerber X2。然后工厂的工程师会检查PCB布局是否符合制作工艺,有没有什么缺陷等问题。
在家自制PCB时,可将PCB布局用激光打印机打印到纸上,然后再转印到覆铜板。但是在打印过程中,由于打印机很容易出现缺墨断点的情况,需要手工用油性笔补墨。
少量生产还可以,但这种缺陷如果移植到工业生产,那将会极大地降低生产效率。所以工厂一般采取影印的方式,将PCB布局印到胶片上。如果是多层PCB板的话,每一层影印出来的布局胶片会按顺序排列。
然后会给胶片打对位孔。对位孔十分重要,之后为了对齐PCB每层的制作材料,都要依靠对位孔。
02、芯板的制作
清洗覆铜板,如果有灰尘的话可能导致最后的电路短路或者断路。
下面的图是一张8层PCB的图例,实际上是由3张覆铜板(芯板)加2张铜膜,然后用半固化片粘连起来的。制作顺序是从最中间的芯板(4、5层线路)开始,不断地叠加在一起,然后固定。4层PCB的制作也是类似的,只不过只用了1张芯板加2张铜膜。
03、内层PCB布局转移
先要制作最中间芯板(Core)的两层线路。覆铜板清洗干净后会在表面盖上一层感光膜。这种膜遇到光会固化,在覆铜板的铜箔上形成一层保护膜。
将两层PCB布局胶片和双层覆铜板,最后插入上层的PCB布局胶片,保证上下两层PCB布局胶片层叠位置精准。
感光机用UV灯对铜箔上的感光膜进行照射,透光的胶片下,感光膜被固化,不透光的胶片下还是没有固化的感光膜。固化感光膜底下覆盖的铜箔就是需要的PCB布局线路,相当于手工PCB的激光打印机墨的作用。上期激光打印机的纸质PCB布局中,黑色墨粉底下覆盖是要保留的铜箔。而这期则是被黑色胶片覆盖的铜箔将会被腐蚀掉,而透明的胶片下由于感光膜固化,所以被保留下来。
然后用碱液将没有固化的感光膜清洗掉,需要的铜箔线路将会被固化的感光膜所覆盖。
内层芯板蚀刻
然后再用强碱,比如NaOH将不需要的铜箔蚀刻掉。
将固化的感光膜撕掉,露出需要的PCB布局线路铜箔。
04、芯板打孔与检查
芯板已经制作成功。然后在芯板上打对位孔,方便接下来和其它原料对齐。
芯板一旦和其它层的PCB压制在一起就无法进行修改了,所以检查非常重要。会由机器自动和PCB布局图纸进行比对,查看错误。
前两层的PCB板就已经制作完成了。
05、层压
这里需要一个新的原料叫做半固化片(Prepreg),是芯板与芯板(PCB层数>4),以及芯板与外层铜箔之间的粘合剂,同时也起到绝缘的作用。
下层的铜箔和两层半固化片已经提前通过对位孔和下层的铁板固定好位置,然后将制作好的芯板也放入对位孔中,最后依次将两层半固化片、一层铜箔和一层承压的铝板覆盖到芯板上。
为了提高工作效率,这家工厂会将3张不同的PCB板子叠在一起后,再进行固定。上层的铁板被磁力吸住,方便与下层铁板进行对位。通过安插对位针的方式,将两层铁板对位成功后,机器尽可能得压缩铁板之间的空间,然后用钉子固定住。
将被铁板夹住的PCB板子们放置到支架上,然后送入真空热压机中进行层压。真空热压机里的高温可以融化半固化片里的环氧树脂,在压力下将芯板们和铜箔们固定在一起。
层压完成后,卸掉压制PCB的上层铁板。然后将承压的铝板拿走,铝板还起到了隔离不同PCB以及保证PCB外层铜箔光滑的责任。这时拿出来的PCB的两面都会被一层光滑的铜箔所覆盖。
06、钻孔
那如何将PCB里4层毫不接触的铜箔连接在一起呢?首先要钻出上下贯通的穿孔来打通PCB,然后把孔壁金属化来导电。
用X射线钻孔机机器对内层的芯板进行定位,机器会自动找到并且定位芯板上的孔位,然后给PCB打上定位孔,确保接下来钻孔时是从孔位的正中央穿过。
将一层铝板放在打孔机机床上,然后将PCB放在上面。由于钻孔是一个比较慢的工序,为了提高效率,根据PCB的层数会将1~3个相同的PCB板叠在一起进行穿孔。最后在最上面的PCB上盖上一层铝板,上下两层的铝板是为了当钻头钻进和钻出的时候,不会撕裂PCB上的铜箔。
接下来操作员只需要选择正确的钻孔程序,剩下的是由钻孔机自动完成。钻孔机钻头是通过气压驱动的,最高转度能达到每分钟15万转,这么高的转速足以保证孔壁的光滑。
钻头的更换也是由机器根据程序自动完成。最小的钻头可以达到100微米的直径,而人头发的直径是150微米。
在之前的层压工序中,融化的环氧树脂被挤压到了PCB外面,所以需要进行切除。靠模铣床根据PCB正确的XY坐标对其外围进行切割。
07、孔壁的铜化学沉淀
由于几乎所有PCB设计都是用穿孔来进行连接的不同层的线路,一个好的连接需要25微米的铜膜在孔壁上。这种厚度的铜膜需要通过电镀来实现,但是孔壁是由不导电的环氧树脂和玻璃纤维板组成。所以第一步就是先在孔壁上堆积一层导电物质,通过化学沉积的方式在整个PCB表面,也包括孔壁上形成1微米的铜膜。整个过程比如化学处理和清洗等都是由机器控制的。
固定PCB
清洗PCB
运送PCB
化学沉淀铜膜
08、外层PCB布局转移
接下来将外层的PCB布局转移到铜箔上,过程和之前的内层芯板PCB布局转移原理差不多,都是利用影印的胶片和感光膜将PCB布局转移到铜箔上,唯一的不同是将会采用正片做板。
前面介绍的内层PCB布局转移采用的是减成法,采用的是负片做板。PCB上被固化感光膜覆盖的为线路,清洗掉没固化的感光膜,露出的铜箔被蚀刻后,PCB布局线路被固化的感光膜保护而留下。外层PCB布局转移采用的是正常法,采用正片做板。PCB上被固化的感光膜覆盖的为非线路区。清洗掉没固化的感光膜后进行电镀。有膜处无法电镀,而没有膜处,先镀上铜后镀上锡。退膜后进行碱性蚀刻,最后再退锡。线路图形因为被锡的保护而留在板上。
将清洗好两面铜箔的PCB放入压膜机,压膜机将感光模压制到铜箔上。
通过定位孔将上下两层影印的PCB布局胶片固定,中间放入PCB板。然后通过UV灯的照射将透光胶片下的感光膜固化,也就是需要被保留的线路。
清洗掉不需要的、没有固化的感光膜后,对其进行检查。
将PCB用夹子夹住,将铜电镀上去。之前提到,为了保证孔位有足够好的导电性,孔壁上电镀的铜膜必须要有25微米的厚度,所以整套系统将会由电脑自动控制,保证其精确性。
固定PCB
09、计算机控制与电镀铜
在铜膜电镀完成之后,电脑还会安排再电镀上一层薄薄的锡。
卸载下镀完锡的PCB板后进行检查,保证电镀的铜和锡的厚度正确。
外层PCB蚀刻
接下来由一条完整的自动化流水线完成蚀刻的工序。首先将PCB板上被固化的感光膜清洗掉。
然后用强碱清洗掉被其覆盖的不需要的铜箔。
再用退锡液将PCB布局铜箔上的锡镀层退除。清洗干净后4层PCB布局就完成了。